Взаимодействие фотонов с парными атомами впервые реализовали физики EPFL

Условия для взаимодействия фотонов с парными атомами при сверхнизких температурах впервые научились создавать ученые из Школы фундаментальных наук EPFL, 25 августа сообщает журнал Nature.

Полученные результаты очень важны для дальнейшего развития квантовой электродинамики резонаторов (КЭД) — передовой области, ведущей к квантовым технологиям. В какой-то степени это уже достигнуто, тем не менее, современные достижения в области взаимодействия света и материи ограничены отдельными атомами.

«В отсутствие фотонов газ может быть получен в состоянии, когда атомы очень сильно взаимодействуют друг с другом, образуя слабо связанные пары. Когда свет попадает в газ, некоторые из этих пар могут быть превращены в химически связанные молекулы при поглощении фотона», — объясняет Жан-Филипп Брантут.

Ключевая концепция этого нового эффекта заключается в том, что взаимодействие происходит согласованно. Это означает, что фотон может быть поглощен, чтобы превратить пару атомов в молекулу, затем испущен обратно, а затем повторно поглощен несколько раз.

«Это означает, что система парных фотонов образует новый тип частицы — возбуждение, которое мы называем „парным поляритоном“. Это стало возможным в нашей системе, где фотоны заключены в оптическую полость — закрытую коробку, которая заставляет их сильно взаимодействовать с атомами», — говорит Брантут.